軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定
2023-01-03 10:03 陜西鋼結(jié)構(gòu) 華邦建設(shè)
軸心受壓構(gòu)件都是由一些板件組成的，一般板件的厚度與寬度相比都比較小，截面設(shè)計(jì)除考慮強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定外，還需要考慮局部穩(wěn)定問題。例如，實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件一般由翼緣和腹板等板件組成，在軸心壓力作用下，板件都承受壓力。如果這些板件的平面尺寸很大，而厚度又相對(duì)很薄時(shí)，就有可能在構(gòu)件喪失整體穩(wěn)定或強(qiáng)度破壞之前發(fā)生屈曲，板件偏離原來的平面位置而發(fā)生波狀鼓曲。因?yàn)榘寮Х€(wěn)發(fā)生在整體構(gòu)件的局部部位，所以稱之為軸心受壓構(gòu)件喪失局部穩(wěn)定或局部屈曲。局部屈曲有可能導(dǎo)致構(gòu)件較早地喪失承載能力(由于部分板件因?yàn)榫植壳顺鍪芰⑹蛊渌寮芰υ龃螅锌赡苁箤?duì)稱截面變得不對(duì)稱)。另外，格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件由兩個(gè)或兩個(gè)以上的分肢組成，每個(gè)分肢又由一些板件組成。這些分肢和分肢的板件，在軸心壓力作用下也有可能在構(gòu)件喪失整體穩(wěn)定之前各自發(fā)生屈曲，喪失局部穩(wěn)定。
軸心受壓構(gòu)件中板件的局部屈曲，實(shí)際上是薄板在軸心壓力作用下的屈曲問題，相連板件互為支承。比如工字形截面柱的翼緣相當(dāng)于單向均勻受壓的三邊支承(縱向側(cè)邊為腹板，橫向上下兩邊為橫向加勁肋、橫膈或柱頭、柱腳)、一邊自由的矩形薄板;腹板相當(dāng)于單向均勻受壓的四邊支承(縱向左右兩側(cè)邊為翼緣，橫向上下兩邊為橫向加勁肋、橫膈等)的矩形薄板。以上支承中，有的支承對(duì)相連板件無約束轉(zhuǎn)動(dòng)的能力，可以視為簡(jiǎn)支;有的支承對(duì)相鄰板件的轉(zhuǎn)動(dòng)起部分約束(嵌固)作用。由于雙向都有支承，板件發(fā)生屈曲時(shí)表現(xiàn)為雙向波狀屈曲，每個(gè)方向呈一個(gè)或多個(gè)半波。軸心受壓薄板也會(huì)存在初彎曲、初偏心和殘余應(yīng)力等缺陷，使其屈曲承載能力降低。缺陷對(duì)薄板性能影響比較復(fù)雜，而且板件尺寸與厚度之比較大時(shí)，還存在屈曲后強(qiáng)度的有利因素。有初彎曲和無初彎曲的薄板屈曲后強(qiáng)度相差很小。目前，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般仍多以理想受壓平板屈曲的臨界應(yīng)力為準(zhǔn)，根據(jù)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)綜合考慮各種有利和不利因素的影響。
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